Литий-серные батареи с быстрой зарядкой

06.01.2025

Исследователи под руководством профессора Чон-Сунг Ю из Департамента энергетических наук и техники DGIST достигли значительного прорыва в разработке литий-серных аккумуляторов. Новая технология позволяет существенно ускорить процесс зарядки, сохраняя высокую энергоемкость и долговечность батарей.

Литий-серные аккумуляторы уже давно привлекают внимание благодаря своей высокой плотности энергии и низкой стоимости серы, используемой в качестве материала. Однако их широкое применение сдерживалось из-за таких проблем, как миграция полисульфидов лития, которая ухудшает производительность и долговечность батарей.

Для решения этих задач ученые синтезировали новый многопористый углеродный материал с высокой графитированностью, легированный азотом. Этот инновационный материал был интегрирован в катод батареи, что позволило сохранить высокую энергоемкость даже при интенсивной эксплуатации.

Важным достижением стало использование многофункционального углеродного материала, синтезированного простым методом термического восстановления с участием магния, в качестве носителя серы. Такая конструкция обеспечила эффективное подавление миграции полисульфидов лития, что существенно повысило стабильность батареи.

Одним из ключевых результатов исследования стала возможность полной зарядки батареи всего за 12 минут. При этом аккумулятор достиг емкости 705 мАч, что в 1,6 раза больше по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Более того, благодаря азотному легированию углеродной поверхности удалось сохранить 82% первоначальной емкости даже после 1000 циклов зарядки и разрядки.

Профессор Чон-Сунг Ю подчеркнул, что их работа фокусировалась на улучшении скорости зарядки и стабильности литий-серных аккумуляторов с использованием простых и эффективных методов синтеза. Ученый выразил надежду, что их исследование ускорит коммерциализацию литий-серных батарей, открывая путь к созданию более доступных и производительных источников энергии.

Этот прорыв имеет потенциал изменить будущее хранения энергии, предоставляя экологически безопасные и экономически выгодные решения для широкого спектра применений, от электромобилей до портативной электроники.

<< Назад: Ранее чтение помогает стать успешным 06.01.2025

>> Вперед: Озноб пожилых людей 05.01.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026 Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность и поведение в динамической среде. В ходе эксперимента беспилотный самолет массой 7,5 тонн находился в воздухе 16 минут и за это время преодолел около 36 километров. Полет проходил со средней скоростью порядка 220 км/ч на высоте примерно 300 метров. Представители Китайской корпорации авиационных двигателей сообщили, что двигатель AEP100 работал стабильно на всем протяжении маршрута без каких-либо отклонений. По сути, этот тест стал переходным этапом между лабораторной разработкой и реальной эксплуатацией технологии. По оценкам экспертов, в Китае уже сформирована полноценная производственная цепочка, охватывающая выпуск ключевых компонентов водородных авиационных двигателей и их системную интеграцию в летательные аппараты. Одновременно с этим развитие водородной авиации стимулирует рост смежных отраслей. Речь идет прежде всего о производстве экологически чистого водорода, а также о создании инфраструктуры для его хранения, транспортировки и заправки. Специалисты считают, что по мере удешевления "зеленого" водорода его применение в авиации станет экономически более выгодным. В ближайшей перспективе такие двигатели могут использоваться в беспилотных грузовых системах, работающих на малых высотах и обслуживающих логистику в удаленных районах. Этот сегмент рассматривается как наиболее реалистичная и быстрая зона внедрения водородных технологий в авиацию.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026